乘法

乘法(multiplication),是一种数学术语。它是指一个数或量,增加了多少倍。其中,相同的加数叫做被乘数,加数的个数叫做乘数,乘的结果叫做积。被乘数和乘数又称积的因数。中国古代把被乘数称“实数”,把乘数称“法数”。乘法公式中,“×”就是乘号。两数相乘,同号得正,异号得负,并把绝对值相乘。乘法的定律有交换律结合律分配律。从哲学角度解析,乘法是加法的量变导致的质变结果。

任何乘法运算理论体系都基于“小九九”运算口诀。“九九乘法口诀”是中国人在春秋战国时期发明的,距今有近2300年的历史。628年,印度数学家、天文学家婆罗摩笈多发明了乘法竖式运算方法理论体系,为后人乘法运算做出了巨大贡献,他的竖式乘法运算体系至今仍得到应用。1150年,印度数学家婆什迦罗的《丽罗娃提》一书中发明了格子乘法运算理论,12世纪以后广泛流传于阿拉伯地区,后来通过阿拉伯人传入欧洲,并很快在欧洲流行。这种方法后来传入中国,中国明朝数学家程大位在《算法统宗》一书中把它称为“铺地锦”。

概念

乘法是算术中最简单的运算之一,是指一个数或量,增加了多少倍。

来源

乘法来自于整数的乘法运算。任何乘法运算理论体系都基于“小九九”运算口诀。“九九乘法口诀”是中国人在春秋战国时期发明的。628年,印度数学家、天文学家婆罗摩笈多发明了乘法竖式运算方法理论体系,为后人乘法运算做出了巨大贡献,他的竖式乘法运算体系至今仍得到应用。1150年,印度数学家婆什迦罗的《丽罗娃提》一书中发明了格子乘法运算理论,12世纪以后广泛流传于阿拉伯地区,后来通过阿拉伯人传入欧洲,并很快在欧洲流行。这种方法后来传入中国,中国明朝数学家程大位在《算法统宗》一书中把它称为“铺地锦”。

乘法口诀是中国古代筹算中进行乘法、除法、开方等运算的基本计算规则。古时的乘法口诀,是自上而下,从“九九八十一”开始,至“一一如一”止,与现在使用的顺序相反,因此古人用乘法口诀开始的两个字“九九”作为此口诀的名称,又称九九表、九九歌、九因歌、九九乘法表。

中国使用“九九口诀”的时间较早。在《荀子》《管子》《淮南子》《战国策》等书中就能找到“三九二十七”“六八四十八”“四八三十二”“六六三十六”等句子。由此可见,早在“春秋”“战国”的时候,《九九乘法歌诀》就已经开始流行了。西方文明古国希腊巴比伦,也发明了乘法表,不过比起九九表复杂些。巴比伦发明的希腊乘法表有一千七百多项,而且不够完全。由于在13世纪之前他们计算乘法、除法十分辛苦,所以能够除一个大数的人,会被人们视为数学专家。

13世纪之初,东方的计算方法通过阿拉伯人传入欧洲,欧洲人发现了它的方便之处,所以学习这个新方法。这是当时大学的教材。

乘法算式中各数的名称

相同的加数叫做被乘数,加数的个数叫做乘数,乘的结果叫做积。被乘数和乘数又称积的因数。中国古代把被乘数称“实数”,把乘数称“法数”。乘法公式中,“×”就是乘号,乘号前面和后面的数叫做因数,“=”是等于号,等于号后面的数叫做积。10(因数)×(乘号)200(因数)=(等于号)2000(积)。乘法在读的时候只说“乘”不说“乘以”。

实数乘法法则

两数相乘,同号得正,异号得负,并把绝对值相乘。

运算定律

整数的乘法运算满足:交换律结合律分配律,消去律。随着数学的发展,运算的对象从整数发展为更一般群。群中的乘法运算不再要求满足交换律。最有名的非交换例子,就是哈密顿发现的四元数群。但是结合律仍然满足。

乘法算法

中国

在中国古代的时候利用算筹来进行乘法计算。算筹乘法分为三层:上位是被乘数,中位是积,下位是乘数。先由乘数的最大一位去乘被乘数,乘完后去掉这位的算筹,再用第二位数去乘,两次之积对应位上的数相加,直到乘完为止。计算的层次其实就是把多位数变为用单位数去乘多位数,乘一位加一位,基本原理与现在通用的笔算乘法是完全一样的,只是使用乘数的次序与现在的作法却是相反的。

古埃及

古埃及人知道如何进行较大数字之间的乘法运算。他们使用了一种被称为“逐次翻倍”的方法。书吏会在石板的第一列依次写出2的幂(1,2,4,8,16,…)。在第二列,则逐次将另一个乘数翻倍。21×16*是这样计算的:书吏会从第一列中挑出一些数,这些数的总和正好是21,然后再将这些数后面对应的第二列中的数加在一起,得到最终的结果。16+64+256的总和是336,这就是最终答案。

古巴比伦

六十进制的使用为古巴比伦数学的乘法运算发展带来了很大的障碍,因为如果要背乘法口诀表的话,至少也得背一千多项。所以古巴比伦人利用表格代替乘法口诀表。这些计算有关的表格可能用于学习时的背诵,也可能用于实际的换算或计算,是古巴比伦人计算的重要辅助工具。

60的2分之一等于30;其3分之一等于20;其4分之一等于15;其5分之一等于12;其6分之一等于10;其7又1/2分之一等于8;其8分之一等于7又30;其10减1分之一等于6又40;其12分之一等于5……由于巴比伦采用六十进制,这样的一个列表相当于倒数表。实际应用这些表格进行计算时是带计量单位的,这些六十进制数字本身没有绝对位值,也就是说乘积等于60的任何幂次的两个数就互为倒数。如第一行“60的2分之一等于30”,则2与30互为倒数,因2×30=60。古巴比伦的倒数表里所有的数都是精确的小数,在六十进制中都是有限小数。需要计算乘法时,古巴比伦人就去查询表格从而得到结果,通过大量背诵和记录来避免乘法计算是古巴比伦的方法。

其他

中世纪的时候,印度流行几种实用而且有趣的乘法。十字相乘法是其中一种,印度人称之为闪电似的乘法。1494年,意大利数学家巴切利介绍了八种乘法。第一种乘法与现在通用的笔算乘法完全一致,而第六种就是方格乘法。此方法大约在15世纪的时候传入到中国,因为其图形有如织锦,所以就称它为铺地锦

乘法还有巧算,比如:12×15=12×10+5×10+2×5。

乘法表

九九表一般只用一到九这九个数字,包含乘法的可交换性,因此只需要八九七十二,不需要“九八七十二”。《九九乘法表》从春秋战国时期就用在筹算中运算,到明代则改良并用在算盘上。九九表也是小学算术的基本功。

发展

在各种文明的算术发展过程中,乘法运算的产生是很重要的一步。一个文明可以比较顺利地发展出计数方法和加减法运算,但要想创造一套简单可行的乘法运算方法却不那么容易。我们目前使用的乘法竖式计算看似简便,实际上这需要我们事先掌握九九乘法口诀表;考虑到这一点,这种竖式计算并不是完美的。其实,在数学的发展过程中,不同的文明创造出了不同的乘法运算方法,其中有的运算法甚至可以完全抛弃乘法表。

古埃及数学使用了完全不同的乘法运算法。他们的乘法运算不需要借助任何辅助用表。因此,你需要做的仅仅是不断将1和乘数进行翻倍。古埃及人计算46乘8的方法见下图。

上面的演算中,左列是1不断翻倍的结果,右边是8不断翻倍的结果。选出左列的2、4、8、32,它们的和正好就是被乘数46;那么把右列对应的数加起来就是乘法运算的最终结果。至于如何选出2、4、8、32这四个数,一个简单的方法就是,不断选出左列里小于被乘数的数中最大的一个,然后用当前被乘数减去它。比如,32是最大的数,用46-32后剩14;8是小于14的最大数,14-8后剩6;然后最大的小于6的数是4,6减去4后剩2,这样下来2+4+8+32正好就是被乘数46了。

按照这样的方法,即使你还不知道如何计算两位数乘两位数,也可以算出它们的结果。以38×17为例:

同样地,我们只需要选取左边的2、4、32三个数字,它们的和就是38,我们把这三个数字对应的右列数字加起来,就得到了结果646。你可以拿计算器验证一下,这个结果是完全正确的。

据说俄罗斯农村曾产生过这样一种乘法算术法:将被乘数逐次减半(结果向下取整),同时乘数依次加倍,那么找出所有左边的数是奇数的行,其右列的数的和就是答案。例如,下面的例子中,23、11、5和1都是奇数,于是右边对应的14、28、56和224的和就是乘法运算的结果。这个做法与古埃及的算术法完全一样,但看起来似乎更神奇一些。

意义

比如说4乘5,也就是4增加了5倍率,也可以说成5个4连加。它是指求几个相同的数连加的简便算法,用连加的次数来乘被加数,是除法的逆运算(如6连加5次,就用5来乘6)。从哲学角度解析,乘法是加法的量变导致的质变结果。

乘法原理:如果因变量(f)与自变量(x1,x2,x3,⋯,xn​)之间存在直接正比关系并且每个自变量存在质的不同,缺少任何一个自变量均导致因变量(f)失去其意义。加法原理:加法原理:如果因变量(f)与自变量(z1,z2,z3,⋯,zn​)之间存在直接正比关系并且每个自变量存在相同的质,缺少任何一个自变量均不能导致因变量(f)失去其意义。以上所说的质是按照自变量的作用来划分的。此原理是逻辑乘法和逻辑加法的定量表述。

相关知识

乘法的其他说法

如果在群上再装备另一种乘法,那么就发展成为“环”,两种乘法中的一种可以视为传统意义上的加法,所以要求要满足分配律交换律;可是另外一种“乘法”却不要求交换律。在环里面,我们不再要求消去律成立。如果这个环有消去律的话,就称其为整环。但是对于环来说,不一定有“除法”的概念。如果环有除法的话,就叫做“域”。域是最接近我们平时所说的有理数集合的东西。可是它包含了更多的信息。

不满足结合律的乘法

开始时乘法中的这些代数对象的乘法都满足结合律。可事实上,数学发展到后来,产生了一些不满足于结合律的乘法。最经典的就是所谓的李(Lie)括号。

..2025-09-24

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